1tom - 0625.htm
661
пасти в теневую. Зону эффективной диффузии можно условно разбить на 3 части: De, Dbl Dc, показанные на рис. пунктиром. В зоне Da и в пек-рои е╦ малоугловой окрестности дифракц. картина близка к той, к-рая получается в окрестности границы геом. тепи за острым краем экрана или клипа (рис. 7). В зоне Dc диффузионная передача лучевой амплитуды вдоль дуги может
ражения) одна другой (рис. 1C). Лучевые трубки в отраж╦нной волне по мере приближения к точке В, во-первых, становятся относительно резко расширяющимися, что приводит к быстрому ослаблению поля в них; во-вторых, вс╦ теснее прижимаются к поверхности тела, где имеет место связь отраж╦нного поля с падающим. Возникающие благодаря этому заметные различия лучевых амплитуд на близких участках объедин╦нного фронта падающей и отраж╦нной волн вызывают поперечную диффузию в соответствующих зонах эффективной диффузии Ог и D2, к-рые показаны на рис. 10 наложенными друг на друга, В результате как падающая полна, так и суммарное поле достигают точки скольжения В значительно ослабленными.
Рис. 9. Дифракция волн на заднем закруглении,
происходить только «каскадным» способом, в к-ром диффузионное и лучевое распространения чередуются между собой так, что процесс диффузии в последующие трубки начинается лишь после того, как диффузия в предыдущие трубки уже заканчивается; это объясняется тем, что внутри дайной зоны любые 2 достаточно удал╦нные друг от друга лучевые трубки, напр, для участков Д' и Д", не связаны между собой общим волновым фронтом. В результате, как показывают более детальные расчеты, в зоне Dc устанавливается процесс диффузии, экспоненциально ослабевающий в направлении дуги S, чему соответствует экспоненц. затухание амплитуды на луче, скользящем вдоль S:
(5 -
(4)
где r0=const ≈ радиус кривизны соответств. участка направляющей поверхности, а а^=2,34, если на поверхности обращается в нуль само поле, и сс~1,02, если обращается в нуль его нормальная производная. Наличие в показателе экспоненты мнимой части эквивалентно нек-рому уменьшению скорости распространения, обусловленному описанным выше механизмом иоследоват. диффузии в зоне Dc . Когда луч ответвляется по касательной от дуги S и выходит из зоны Dc, поперечная диффузия лучевой амплитуды практически прекращается, так что она убывает в соответствии с обычным законом расширения лучевых трубок. Однако окспоненц. затухание, к-рому подвергалась лучевая амплитуда за время прохождения волнового фронта в зоне диффузии Dc, приводит к тому, что в области тени для больших углов Д. в. за выпуклым препятствием поле гораздо слабее, чем за аналогичным препятствием с острым краем. Дифрагирон, волна, идущая из точки В вверх и назад навстречу падающей волне, формируется за сч╦т диффузии лучевой амплитуды вдоль тех цилиндрич. волновых фронтов, имеющих относительно малый радиус, к-рые расположены в промежуточной зоне Оь При большом радиусе кривизны поверхности тела вправо от точки В указанное явление диффузии очень слабо выражено, а следовательно, в отличие от случая острого края, рассеяние вверх и назад пренебрежимо мало.
Для объяснения явлений Д. в. у края препятствия, закругл╦нного спереди, можно рассматривать отраж╦нную и падающую волны как продолжение (в смысле от-
Рис. 10. Дифракция волн, на переднем закруглении.
Следует подчеркнуть, что широкое развитие метода поперечной диффузии или метода параболлч. ур-ния связано с освоением вс╦ более коротковолновых эл.-магн. диапазонов (появлением мазеров, лазеров и т. п.) и необходимостью соответствующего «эл.- динамич. обеспечения» (см. Кназиоптика). Более того, этот метод оказался адекватным пек-рым нелинейным дифракционным задачам типа самофокусировки или самоканализации ал.-маги, волн.
Матем. рассмотрение Д. в, в общем случае совпадает с рассмотрением волнового поля, возбуждаемого нек-рым источником в бесконечной или конечной области, заполненной однородной или неоднородной средой, т. е. решение задачи Д. в. сводится к решению задачи о вынужденных колебаниях в такой области. При этом, естественно, могут быть использованы традиц. методы решения краевых задач матем. физики. См. также Волны,, Дифракция радиоволн^ Дифракция рентгеновских лучей, Дифракция света. Явления дифракции имеют место и в микромире (см. Дифракция частиц), поскольку объектом квантовой механики свойственно волновое
поведение.
Лит.: М е н ц е р Д ж. Р., Дифракция и рассеянно радиоволн, пер. с англ., М., 1958; У ф и м ц е и П. Я,, Метоп ирае-вых волн в физической теории дифракции, М., 1962; X е н л X., М а у а А., Вестпфаль К., Теория дифракции, пер. с нем., М., 1964; В а и н ш т е и н Л. А., Теория дифракции я метод факторизации, М,, 1966; Фок В. А., Проблемы дифракции и распространения электромагнитных волн, М., 1970; Боровиков В. А., К и н б е р Б. Е., Геометрическая теория дифракции, М., 1!>78; Ваганов Р, Б,, К а ц е и е-л е н б а у м Б. 3., Основы теории дифракции, М., 1982.
И. Г. Кондратьев, Г. Д. Малюжииец,
ДИФРАКЦИЯ ЗВУКА ≈ отклонение распространения звука от законов геометрической акустики, обусловленное его волновой природой. Результаты Д. з.≈ расхождение У 3-пучков при удалении от излучателя или после прохождения через отверстие в экране, загибание звуковых волн в область тени позади препятствий, больших по сравнению с длиной волны Xt отсутствие тени позади препятствий, малых по сравнению с Я, и т. п. Звуковые поля, создаваемые дифракцией исходной волны на препятствиях, помещ╦нных в среду, на неоднородности* самой среды, а также на неровностях и неоднородностях границ среды, паз. рассеянными полями (см. Рассеяние звука). Для объектов, на к-рых происходит Д. з., больших по сравнению с X, степень отклонений от геом. картины зависит от значения волнового параметра Р=УЬ,г/П, где D ≈ поперечник объекта (напр., поперечник УЗ-излучателя или пре-
CL
§
667
")
}
